Aerobā vielmaiņa izmanto skābekli, lai noņemtu enerģiju no glikozes un uzglabātu to bioloģiskā molekulā, ko sauc par adenozīna trifosfātu (ATP). ATP ir cilvēka ķermeņa enerģijas avots, un, sadalot ATP molekulas, tiek atbrīvota enerģija, kas tiek izmantota dažādiem bioloģiskiem procesiem, tostarp molekulu kustībai pa membrānām. Aerobo metabolismu sauc arī par aerobo elpošanu, šūnu elpošanu un aerobo šūnu elpošanu. Anaerobā vielmaiņa ir vēl viens vielmaiņas veids, bet tas notiek bez skābekļa, bet cilvēka ķermenis nav izveidots, lai ilgstoši uzturētu anaerobo elpošanu, un tas rada lielu stresu.
Pirmo aerobā metabolisma posmu sauc par glikolīzi. Glikolīze notiek šūnas citoplazmā. Sarežģītos cukurus dažādi enzīmi sadala glikozē, un pēc tam šī glikoze tiek sadalīta divās pirovīnskābes molekulās, ko citādi sauc par piruvātu. Enerģija, kas izdalās šī sadalījuma rezultātā, tiek uzkrāta divās ATP molekulās. Glikolīze ir unikāla ar to, ka tā ir vienīgā vielmaiņas stadija, kas notiek citoplazmā, un pārējās divas stadijas notiek mitohondrijās.
Otrajā aerobā metabolisma posmā, ko sauc par citronskābes ciklu, abas piruvāta molekulas tiek izmantotas, lai izveidotu ar enerģiju bagātas reducējošas molekulas, kuras vēlāk tiek izmantotas elpošanas procesā. Dažas no šīm molekulām vajadzības gadījumā var tieši pārvērst par ATP, lai gan tas ne vienmēr notiek. Ūdens un oglekļa dioksīds rodas kā atkritumu produkti no šī cikla, tāpēc cilvēki ieelpo skābekli un izelpo oglekļa dioksīdu. Citronskābes cikls, tāpat kā glikolīze, dod 2 ATP.
Aerobā metabolisma pēdējo posmu sauc par elektronu transportēšanas ķēdi, un tas notiek uz mitohondriju iekšējās membrānas. Šajā solī ar enerģiju bagātās molekulas, kas iegūtas no citronskābes cikla, tiek izmantotas, lai uzturētu pozitīvā lādiņa gradientu, ko sauc par ķīmiosmotisko gradientu, ko izmanto daudzu ATP molekulu ģenerēšanai. Šis solis ģenerē visvairāk ATP no aerobā vielmaiņas procesa, radot vidēji apmēram 32 ATP molekulas. Pēc tam, kad elektronu transportēšanas ķēde ir radījusi ATP, enerģiju bagātās molekulas var atkārtoti izmantot citronskābes ciklā.
Aerobā vielmaiņa rada aptuveni 36 ATP molekulas. Anaerobā elpošana rada tikai aptuveni desmit procentus no šī daudzuma. Skābekļa izmantošana ir vissvarīgākā elektronu transportēšanas ķēdes beigās, jo tā palīdz ķīmijmotiskajam gradientam. No skābekļa atkarīga vielmaiņas esamība ir iemesls, kāpēc mitohondrijus parasti sauc par ķermeņa spēkstaciju.